每年火灾事故频繁发生，对公共安全、财产和生态环境构成严重威胁。目前，将自供电柔性电子纺织品设计用于消防救援引起了广泛关注。根据文献报道，发现理想的智能救援系统应具有能量收集的能力、结构灵活，且拥有出色的热防护功能，在高温条件下仍能保持其稳定的机电性能。然而，现有的芯鞘结构摩擦电纱线因其有限的电输出性能和较差的热适应性而限制其实际应用。

  针对上述问题，武汉纺织大学省部共建国家重点实验室徐卫林院士团队利用可扩展编织技术制造了一种具有互锁芯鞘绒圈结构的摩擦电纱线/织物，并展示了其在智能消防领域的应用。研究成果以“Enhancing electrical output and thermal adaptivity in an interlocked core-sheath triboelectric yarn/fabric for intelligent fire-rescue systems”为题发表在国际期刊Chemical Engineering Journal上。

图1. 互锁芯鞘摩擦电纱线的结构与功能设计以及应用展示

  该互锁芯鞘摩擦电纱线内层为交叉缠绕的镀银导电纱线，外层为绒圈状的聚酰亚胺纱线。这种独特的结构设计优化了结构稳定性、扩大了接触面积并提高了介电层包覆效果，使该摩擦电纱线具有优异的电输出性能，并在25-250 ℃宽温度范围内拥有出色的热稳定性。此外，它可以与商用消防服相结合，无缝集成到自供电消防救援系统中，用于运动监测、位置获取和被困消防员的逃生警告。这种新颖的具有互锁芯鞘绒圈结构的自供电传感纱线有望为下一代智能消防救援系统的构建提供新的制造策略。

图2.互锁芯鞘摩擦电纱线在运动检测、位置获取、逃生报警中的应用

  武汉纺织大学省部共建国家重点实验室刘可帅教授为该论文通讯作者，团队长期从事功能性纤维材料加工和高性能特种纺织品研究，获得2022年湖北省科学技术发明奖二等奖一项，2018年湖北省科学技术发明奖一等奖一项，2019年安徽省科学技术奖一等奖一项。迄今已在Advanced Functional Materials, Composite Part B, Chemical Engineering Journal, Advanced Science等国内外学术期刊发表文章40余篇。该工作得到徐卫林院士的大力指导以及国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、湖北省科技创新人才计划课题、湖北省重点研发计划课题等经费支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150172

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